1. De ionbinding


Over de ionen: je weet dat er twee soorten zijn: negatieve en positieve. Ze zijn altijd geladen, anders zijn het geen ionen.


En: tegengestelde ladingen trekken elkaar aan; gelijke ladingen stoten elkaar af.
De kracht van afstoting of aantrekking is afhankelijk van:
  1. hoe groot die ladingen zijn
  2. hoe dicht ze bij elkaar zitten
Hiervoor is een formule uit de natuurkunde van toepassing:
k = een konstante
Q1en Q2 zijn de ladingen van de ionen
n = de afstand (gemeten vanaf middelpunt tot middelpunt; zoek hiervoor in een tabel de ionstralen op)

Over het algemeen zullen metaalatomen positieve ionen vormen en de niet-metaalatomen vormen negatieve ionen.
Oftewel: tussen een metaal en een niet-metaal vormt zich:

De ION-binding = aantrekking tussen positieve en negatieve deeltjes.

De metaalatomen geven elektronen af en vormen positieve ionen. De niet-metalen pakken er elektronen bij en vormen negatieve deeltjes.

Stoffen die uit ionen zijn opgebouwd vormen IONROOSTERS (meestal: zouten) waarbij de gevormde ionen zich netjes rangschikken en waarbinnen behoorlijke sterke aantrekkingskrachten heersen tussen + en -

Opdracht 1
Probeer je het ionrooster van NaCl voor te stellen waarbij de positieve en negatieve ionen keurig tegen elkaar aanliggen (zie afbeelding). De waarden van ionladingen kun je vinden in tabellen, net zoals de waarden van de ionstralen (dus hoe groot de ionen zijn). Bereken de aantrekkingskracht tussen de Na+ en Cl- ionen in het keukenzoutkristal.

Opdracht 2
Leg uit dat een chlooratoom fanatieker elektronen wil opnemen dan een jodiumatoom.

Wees er altijd op bedacht: Als een neutrale stof positieve ionen bevat, zijn er uiteraard ook negatieve ionen in die stof.
Een metaal in een verbinding heeft dus wel gereageerd en heeft zijn valentie-elektronen wel afgestaan; dan heb je een positief geladen metaaldeeltje. De valentie-elektronen zijn terecht gekomen in het nietmetaalgedeelte, dat dan natuurlijk negatief geworden is.
Als je een verbinding hebt, waarin zowel metalen als niet-metalen zitten, heeft het metaalgedeelte altijd elektronen afgestaan en is dus positief; de rest van de verbinding is dan negatief. Een verbinding met een metaal er in zal dus altijd een ionbinding hebben.

Opdracht 3
Geef voor de volgende verbindingen aan of ze een ionbinding hebben; zo ja, noteer dan de ionformule:

NaCl C6H12O6 FeCl3 Na2SO4

Als stoffen uit ionen zijn opgebouwd, vormen ze geen molekulen.
Positieve en negatieve ionen gaan altijd in een zodanige verhouding bij elkaar zitten dat in totaal een neutrale stof ontstaat: met evenveel positieve als negatieve lading. Als ionen apart worden opgeschreven moet de lading er altijd rechtsboven bij staan; ook als meerdere ionen aan elkaar geschreven worden in éen formule dan schrijft men de totale lading er rechtsboven bij; als die lading 0 is, dan schrijft men er echter niets bij.

Voorbeelden:
Na+ + Cl- NaCl
I2 + I- I3-

De positieve en negatieve ionen gaan in een bepaalde vaste verhouding in zeer grote hoeveelheden en netjes gerangschikt bij elkaar zitten:
Het IONROOSTER.
De verhouding waarin die ionen bij elkaar gaan zitten wordt aangegeven d.m.v. cijfertjes rechtsonder, alsof het een molekuulformule is, maar eigenlijk is het een VERHOUDINGSFORMULE.
Let op: op het eerste gezicht lijkt er geen verschil tussen verhoudingsformule en molekuulformule.

De eigenschappen van een neutraal atoom zijn volkomen anders dan de eigenschappen van het bijbehorende ion. Zo zijn bijvoorbeeld Na, Cl en F in neutrale vorm zeer giftig, maar in ionvorm zitten ze in keukenzout en fluortabletjes.

Opdracht 4
Leg uit waarom de naam "fluortabletjes" eigenlijk niet goed is en hoe ze wel zouden moeten heten.

Als niet-metalen negatieve ionen hebben gevormd, verandert hun naam: achter hun oorspronkelijke naam wordt dan toegevoegd: IDE.
Voorbeelden:
Cl- = chloride; O2- = oxide S2- = sulfide N3- = nitride

Opdracht 5
Schrijf de formules op van bromide, fosfide en hydride.

Positieve ionen kennen die naamsverandering niet.
Als een metaal meerdere valenties heeft (bijvoorbeeld: ijzerionen kunnen 2+ of 3+ zijn) dan wordt de juiste valentie in de naam van de stof er bij geschreven m.b.v. een Romeins cijfer:
ijzer(II)chloride = FeCl2 (ionen Fe2+ en Cl-)
lood(IV)oxide = PbO2 (ionen: Pb4+ en O2-)

Een metaal als vrij element heeft dus nog niet gereageerd; de atomen hebben hun valentie-elektronen nog niet afgestaan en zijn nog neutraal.